Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Beeinflussung einer LED durch PWM


von René W. (mikrokibo)


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Hallo,

und schon wieder ein Beitrag zu LED und PWM. Im Forum scheint es schon 
viele davon zu geben, aber leider konnte ich in keinem eine Antwort auf 
meine Frage finden.


Ich möchte mit einer LED (TSAL6100) Daten übertragen und muss sie 
deshalb auf 48kHz bei einem Duty Cycle von 50% pulsen. Ich möchte die 
Augensicherheit dieser LED berechnen,dafür benötige ich den Wert der 
Radiant Intensity. Der ist im Datenblatt bei 100mA definiert.

Bei Gleichstrom fließen 100mA bei 1,35V. Sobald ich die PWM starte messe 
ich 50mA bei 1 V. Was ist passiert?

Ich weiß zwar, dass die Strom- Spannungskennlinie einer LED nichtlinear 
verläuft, aber durch die PWM sollten doch die Werte einfach halbiert 
werden. Ich hätte erwartet, dass die LED während Ton leuchtet (bei 100mA 
und 1,35V) und bei Toff abschaltet. Das blinken wäre so schnell, dass 
das Messgerät nur die halbierten Werte (50mA und 0,625V) ausgeben 
sollte.

Kann es sein, dass die LED sehr träge ist und sich so verhält, als würde 
sie mit 50mA betrieben? Leider besitze ich kein Oszilloskop und kann es 
nicht nachmessen, aber ich würde vermuten, dass die LED daher nicht mit 
48kHz blinkt, sondern so träge ist, dass sie konstant leuchtet und nur 
mit halbiertem Strom arbeitet. Die entsprechende Spannung stellt sich 
auf Grundlage der Strom- Spannungskennlinie ein.

Würde das bedeuten, dass ich tatsächlich 200mA durch die LED schicken 
kann umd auf den angegebenen Wert der Radiant Intensity bei 100mA DC zu 
kommen?

von Peter II (Gast)


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René W. schrieb:
> Das blinken wäre so schnell, dass
> das Messgerät nur die halbierten Werte (50mA und 0,625V) ausgeben
> sollte.

vermutlich kommt dein Messgerät damit nicht klar.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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René W. schrieb:
> Sobald ich die PWM starte messe ich 50mA bei 1 V.
Welches Messgerät?

> Was ist passiert?
Dein Messgerät mittelt irgendwelche Ströme und irgendwelche Spannungen.

> Ich hätte erwartet, dass die LED während Ton leuchtet (bei 100mA und
> 1,35V) und bei Toff abschaltet.
Das wird sie auch tun. Und du hast ja bei 50% PWM auch genau die Hälfte 
des Stromes. Nur darauf kommt es an: der Strom macht das Licht. 
Gleichzeitig stellt sich dabei irgendeine Spannung ein. Denn es ist 
nicht so, wie du es sagst:
> Bei Gleichstrom fließen 100mA bei 1,35V.
Sondern es ist so:
Bei 100mA Gleichstrom ergibt sich eine Flußspannung von 1,35V.

> Würde das bedeuten, dass ich tatsächlich 200mA durch die LED schicken
> kann
Nur, wenn deine LED 200mA aushält ohne kaputt zu gehen.

von spess53 (Gast)


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HI

>Kann es sein, dass die LED sehr träge ist und sich so verhält, als würde
>sie mit 50mA betrieben?

Rise/Fall time: 15 ns

MfG Spess

von Teo D. (teoderix)


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von Der Andere (Gast)


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René W. schrieb:
> Bei Gleichstrom fließen 100mA bei 1,35V

Dir ist schon klar dass man die Led nicht an Konstantspannung, sondern 
an Konstantstrom betreibt.
Bzw. beim Modulieren eine schaltbare Konstantstromquelle nimmt.

von Lurchi (Gast)


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Je nach Treiber sinkt die Spannung an der LED in den Pausen nicht so 
schnell. Es fließt zwar praktisch kein Strom aber die Spannung sinkt 
dann halt nicht auf Null und das Messgerät misst entsprechen eine höhere 
Spannung.

Die meisten LEDs vertragen gepulst mehr Strom, wenn auch ggf. nicht ganz 
das doppelte bei 50% Tastverhältnis.
Für eine Datenübertragung zu einem der üblichen TSOP... Empfänger wird 
man die LED mit weniger als 50% Tastverhältnis betreiben. Eher so 25% 
Tastverhältnis für ein 1 Bits und aus für die 0 Bits.
Da kann man dann in der Regel auch auf 300 mA oder so gehen, wenn sicher 
ist das nicht zu viele 1 Bits hintereinander kommen ggf. sogar noch 
höher (z.B. 500 mA).
Mit 300 mA und 25% Tastverhältnis wird die mittere Intensität bei etwa 
75% der von dauerhalt 100 mA liegen.

von René W. (mikrokibo)


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Gut, bei 48kHz hat ein Puls eine Pulsdauer von 1s/48000 = 2,083*10^-5s, 
das ist ja deutlich länger als die 15ns.

Ich benutze ein digitales Multimeter für ca 15 Euro.

Das mit dem Effektivwert habe ich schon verstanden. Mir geht es um etwas 
anderes:

Um die Dinger (Lasertag) danach verkaufen zu können, muss ich einen 
Nachweis bringen, dass die einem nicht die Augen wegbruzeln. Leider ist 
im Datenblatt nur ein Wert der Radiant Intensity bei 100mA angegeben. 
Ich weiß also nicht, wie hoch die Radiant Intensity bei 200mA oder 300mA 
etc. ist, da ich nicht weiß ob der Zusammenhang zwischen Radiant 
Intensity und Stromstärke linear ist. Es gibt zwar im Datenblatt ein 
Diagramm, aber die zeichnerische Bestimmung der Werte mittels eines 
Diagramms ist mir zu ungenau.

Deshalb macht es schon einen Unterschied, ob bei einer PWM die Hälfte 
der Zeit die LED mit 200mA an ist und entsprechend stark strahlt, oder 
ob sie die gesamte Zeit eingeschaltet ist und ein mittlerer Strom von 
100mA fließt.

von Der Andere (Gast)


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René W. schrieb:
> Es gibt zwar im Datenblatt ein
> Diagramm, aber die zeichnerische Bestimmung der Werte mittels eines
> Diagramms ist mir zu ungenau.

Und du meinst eine unsymmetrische breitbandige Impulsfolge mit 48 kHz 
mit einem 15 Euro Multimeter messen zu wollen ist genauer?

Sorry aber da muss ich schmunzeln.

von René W. (mikrokibo)


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Der Andere schrieb:
> René W. schrieb:
>> Es gibt zwar im Datenblatt ein
>> Diagramm, aber die zeichnerische Bestimmung der Werte mittels eines
>> Diagramms ist mir zu ungenau.
>
> Und du meinst eine unsymmetrische breitbandige Impulsfolge mit 48 kHz
> mit einem 15 Euro Multimeter messen zu wollen ist genauer?
>
> Sorry aber da muss ich schmunzeln.

Haha ja ich auch :)

Es handelt sich allerdings nicht um eine unsymmetrische Impulsfolge, von 
daher denke ich dass ich die Messung schon als Anhlatspunkt heranziehen 
kann.

von Achim S. (Gast)


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Ihn interessiert ja nicht der Effektivwert (da müsste das DMM der hohen 
Frequenz folgen).

Ihn interessiert der mittlere Strom. Dazu gibt es den 
Gleichstrommessbereich (den Rene hoffentlich auch verwendet hat), und in 
dem wird die "breitbandige Impulsfolge" einfach mit einem analogen 
Tiefpass glattgezogen - da sind auch 48kHz kein Problem für ein billiges 
Multimeter.

Dass der gemessene Strom mit PWM genau einen Faktor 2 kleiner wurde 
spricht für sich. Lurchi hat erklärt, warum das bei der Spannung nicht 
der Fall war.

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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René W. schrieb:
> Um die Dinger (Lasertag) danach verkaufen zu können, muss ich einen
> Nachweis bringen, dass die einem nicht die Augen wegbruzeln.

Und das macht jemand, der Impulsleistung von Effektivwert nicht trennen 
kann. Am besten nimmst du einen Zettel mit Kästchenmuster und einen 
Stift. Auf den Zettel zeichnest du ein 2D-Koordinatensystem und trägst 
auf der X-Achse die Zeit und auf der Y-Achse die Spannung ab. Dann 
zeichnest du deine Impulsform ins Diagramm ein, gern darfst du passend 
skalieren. Anschließend zählst du die Kästchen, die von deiner 
Wellenform eingeschlossen werden. Das ist eine erste Näherung für die 
Leistung. Bei der LED darf man nämlich vereinfachend aus der 
Flussspannung auf die Stromstärke schließen und hat etwas mit Ampere mal 
Sekunde. Daraus machst du dann noch etwas Entfernungsabschätzung, etwas 
Öffnungswinkel und erhältst dann etwas wie Strahlungsleistung.

von Peter II (Gast)


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Die Frage ist doch viel mehr ob er überhaupt mit dem Effektivwert 
rechnen darf.

Darf denn die maximale Strahlung kurzeitig überschritten werden?

von Eberhard H. (sepic) Benutzerseite


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René W. schrieb:
>
> Bei Gleichstrom fließen 100mA bei 1,35V. Sobald ich die PWM starte messe
> ich 50mA bei 1 V. Was ist passiert?

Bei 48kHz und 50% Tastverhältnis fällt die LED-Spannung beim Abschalten 
des Stromes vermutlich auf ca. 0,6V und nicht auf 0V.

Bei einer Rechteckspannung an der LED (was es eher nicht ist) wäre das 
arithemische Mittel (z.B. mit einem Zeiger-Voltmeter oder einem 
Nicht-RMS-Voltmeter gemessen) dann rein rechnerisch knapp unter 1V bzw. 
knapp über 1V mit einem RMS-Voltmeter gemessen.

Wenn Du einen Widerstand von paar kOhm parallel zur Diode schaltest, 
schaut das Ergebnis wie erwartet aus, also rund 0,7V als arithemtisches 
Mittel bzw. rund 0,95V als RMS-Wert (je nach verwendetem Voltmeter).

Aber - wie mehrfach (und immer wieder) geschrieben - interessiert bei 
einer LED weniger deren Flussspannung, sondern der LED-Strom.

von René W. (mikrokibo)


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Boris O. schrieb:
> René W. schrieb:
>> Um die Dinger (Lasertag) danach verkaufen zu können, muss ich einen
>> Nachweis bringen, dass die einem nicht die Augen wegbruzeln.
>
> Und das macht jemand, der Impulsleistung von Effektivwert nicht trennen
> kann. Am besten nimmst du einen Zettel mit Kästchenmuster und einen
> Stift. Auf den Zettel zeichnest du ein 2D-Koordinatensystem und trägst
> auf der X-Achse die Zeit und auf der Y-Achse die Spannung ab. Dann
> zeichnest du deine Impulsform ins Diagramm ein, gern darfst du passend
> skalieren. Anschließend zählst du die Kästchen, die von deiner
> Wellenform eingeschlossen werden. Das ist eine erste Näherung für die
> Leistung. Bei der LED darf man nämlich vereinfachend aus der
> Flussspannung auf die Stromstärke schließen und hat etwas mit Ampere mal
> Sekunde. Daraus machst du dann noch etwas Entfernungsabschätzung, etwas
> Öffnungswinkel und erhältst dann etwas wie Strahlungsleistung.

Womit habe ich diese herablassende Art verdient?

von Won K. (Firma: Outside the Asylum) (the_sane)


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René W. schrieb:
> Womit habe ich diese herablassende Art verdient?

Du hast dieses Forum betreten.
Der Umganston ist hier sehr herablassend bis beleidigend.

Allerdings solltest Du Dich im Sinne der Produkthaftung nicht auf 
Schätzwerte aus Deinem Multimeter verlassen sondern an eine echte 
Messung der Ausgangsleistung denken bevor jemand in den Strahl sieht. 
Alles andere ist kein Nachweis.

von René W. (mikrokibo)


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Peter II schrieb:
> Die Frage ist doch viel mehr ob er überhaupt mit dem Effektivwert
> rechnen darf.
>
> Darf denn die maximale Strahlung kurzeitig überschritten werden?

Bei der gewählten Frequenz und einem Tastverhältnis von 50% dürfte die 
maximale Strahlung eines einzelnen Pulses den Grenzwert der dauerhaft 
erlaubten Strahlung um 200% übersteigen, damit man am Schluss dieselbe 
Strahlungsleistung erhält. Sowas ist laut Norm schon zumutbar.

Fraglich ist nur, welchen Strom man für die 200% Strahlungsleistung 
benötigt, da meines Erachtens das Verhältnis von Strom zu 
Strahlungsleistung nicht unbedingt als linear angesehen werden kann.

von René W. (mikrokibo)


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Won K. schrieb:
> René W. schrieb:
>> Womit habe ich diese herablassende Art verdient?
>
> Du hast dieses Forum betreten.
> Der Umganston ist hier sehr herablassend bis beleidigend.
>
> Allerdings solltest Du Dich im Sinne der Produkthaftung nicht auf
> Schätzwerte aus Deinem Multimeter verlassen sondern an eine echte
> Messung der Ausgangsleistung denken bevor jemand in den Strahl sieht.
> Alles andere ist kein Nachweis.

Ah, ok, ich dachte schon es liege an mir.


Die Messung der Ausgangsleistung wäre auf jeden Fall die optimale 
Methode. Allerdings müsste man so doch jede LED einzeln messen: Laut 
Datenblatt gibt es einen deutlichen unterschied zwischen typischem 
Rating und maximalem Rating. Daraus schließe ich auf größere 
Schwankungen innerhalb der LED Chargen. Außerdem ist ein derartiges 
Messgerät sehr teuer, und ich möchte derart teure Investitionen 
vermeiden, sofern es nicht unbedingt nötig ist.

Ich möchte mich deshalb einfach auf die (sichere) Aussage des 
Datenblattes stützen, in dem der maximale Wert für die Radiant Intensity 
von 400 mW/sr bei 100mA angegeben wird. Dadurch sollte man zumindest 
rechtlich eine Absicherung haben.

Jetzt versuche ich halt den angegebenen Wert auf die PWM zu "übertragen"

von Lurchi (Gast)


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Die Diagramme für Intensität über Strom sind zwar nicht so genau, es 
reicht aber aus um die Steigung der Kurve abzuschätzen. Die ist in der 
Doppeltlogarithmischen Darstellung für die großen Ströme etwas kleine 
als 1, wenn ich das ganz grob am kleinen Schirm ansehe. Die Intensität 
steigt also wie zu erwarten leicht langsamer als Linear mit dem Strom 
ab.

Mit 200 mA und 50% Tastverhältnis werden solche LEDs aber auch schon 
recht warm. Das sollte man eher etwas drunter bleiben. Wegen der 
Effizienz der übertragung zu den einfachen Empfängern ist auch ein 
kleineres Tasttverhältnis besser: Die intensität die die meisten 
Empfänger sehen geht nach der Fourierkomponente bei 48 kHz (oder welche 
Frequenz auch immer genutzt wird) - da ist ein 50% Tastverhältnis eher 
ungünstig. Mit 25 % Tastverhältnis hätte man etwa 70% der Signalstärke 
aber nur den halben Stromverbrauch und die halbe optische Leistung.

von Route_66 H. (route_66)


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Hallo!
Wie steuerst du denn die LED an. Aus der Treiberschaltung läßt sich ggf. 
eine Aussage zum Spitzenstrom ableiten/errechnen.

von Hans (Gast)


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Es ist generell besser die LED, wenn sie zur Übertragung genutzt wird, 
im Knick zu betreiben. d.h sie im "Aus" Zustand mit dem Strom nur knapp 
unter Vf zu halten und bei "An" halt drüber hinaus. Resultiert auch in 
kürzeren Ansprechzeiten und die LEDs danken es dir mit einer erhöhten 
Lebensdauer wenn du sie nicht jeden Puls die komplette Kennlinie hoch 
und runter juckelst.

von Falk B. (falk)


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@ Hans (Gast)


>Es ist generell besser die LED, wenn sie zur Übertragung genutzt wird,
>im Knick zu betreiben. d.h sie im "Aus" Zustand mit dem Strom nur knapp
>unter Vf zu halten und bei "An" halt drüber hinaus.

Das ist eine Legende. Bei LEDs ist das unkritsch, selbst bei 100 Mbit/s. 
Bei Lasern zur Datenbertragung ist das was anderes, die brauchen einige 
hundert Nanosekunden zum Anschwingen des Laserprozesses. Dort darf man 
nicht unterhalb der Laserschwelle schalten, sonst wird das Ganze recht 
langsam.

>Resultiert auch in
>kürzeren Ansprechzeiten und die LEDs danken es dir mit einer erhöhten
>Lebensdauer wenn du sie nicht jeden Puls die komplette Kennlinie hoch
>und runter juckelst.

Nö.

von Hans (Gast)


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Stimmt, als ich Laser bei dir gelesen hab ist mir wieder wie Schuppen 
von den Augen gefallen

von Didi S. (kokisan2000)


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Hallo Rene,

in Datenblättern ist die Angabe minimaler und maximaler Werte 
verpflichtend. Ein Hersteller muss diese Grenzen durch Messungen 
überprüfen. Bauteile, die nicht in die Grenzen passen werden 
aussortiert. Währenddessen ist der typische Wert immer nur ein 
statistischer Wert der auf Basis großer Stichprobenmengen ermittelt 
wird. Es ist auch nicht so, dass die Bauteile nun im Mittel den 
typischen Wert zeigen und ansonsten lustig zwischen Min- und Maxgrenze 
hin und herstreuen. Bei der Verteilung der gemessenen Intensitäten 
ergibt sich ein Gaußprofil der Verteilung und die Limits werden auf 2 
Sigma oder sogar 3 Sigma der Verteilung gesetzt. Soll heißen die 
maximalen Limits sind meist weit weg von der wirklichen Verteilung, sie 
können aber vorkommen.
Bei Deiner Abschätzung musst Du aus Gründen der Sicherheit aber vom 
maximalen Wert des Datenblattes ausgehen. Alles andere ist fahrlässig.

Gruß
Didi

von Pandur S. (jetztnicht)


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Krass wie Leute mit Null Ahnung etwas rumpfuschen und nachher 
zertifizieren wollen.
Mir scheint der Poster schaltet eine LED an einem 5V Supply hart, und 
nimmt an der Strom wuerde 100mA sein, weil die LED da irgendwie halb 
spezifiziert ist. Messmoeglichkeiten Null.
Der peak Strom muss natuerlich limitiert sein, und das nicht durch die 
Temperatur.
Wie wird die peak Leistung limitiert ? Vorwiderstand ?

Lichtleistung zu messen ist nicht trivial. Ein normales Laser Powermeter 
kann locker 50% daneben sein. Dann bin ich genauer ueber den 
spezifizierten Wirkungsgrad. Schliesslich nimmt man dann die maximale 
Leistung auf 50% runter, um auf der sicheren Seite zu sein und fuer die 
Lebensdauer. Denn zB fuer Kommunikationsanwendungen geht die Leistung 
mit der Wurzel ein. Doppelte Leistung macht Wurzel zwei der Reichweite. 
Resp halbe Leistung macht 70% der Reichweite.
Auch wenn man Leistung auf ein Viertel limitiert ist man noch bei der 
halben Reichweite.

Die el.Leistung waere dann DutyCycle * peak Leistung
Die Licht Leistung waere dann DutyCycle  peak Leistung  Wirkungsgrad

: Bearbeitet durch User
von John D. (Gast)


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Falk B. schrieb:
> @ Hans (Gast)
>>Es ist generell besser die LED, wenn sie zur Übertragung genutzt wird,
>>im Knick zu betreiben. d.h sie im "Aus" Zustand mit dem Strom nur knapp
>>unter Vf zu halten und bei "An" halt drüber hinaus.
>
> Das ist eine Legende. Bei LEDs ist das unkritsch, selbst bei 100 Mbit/s.

Hans redet von Clamping, wenngleich etwas verkürzt. Das macht man 
tatsächlich bei FE- oder MOST150-LED-Treibern. Du von etwas anderem, 
nämlich dass man den Low Level-Laserstrom über der Laserschwelle hält:

> Bei Lasern zur Datenbertragung ist das was anderes, die brauchen einige
> hundert Nanosekunden zum Anschwingen des Laserprozesses. Dort darf man
> nicht unterhalb der Laserschwelle schalten, sonst wird das Ganze recht
> langsam.

Für 48kHz natürlich trotzdem Kappes...

von S. R. (svenska)


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Ziehe den Strom einfach mit einem Tiefpass glatt, dann hast du statt den 
unbekannten 50% 200mA die spezifizierten 100% 100mA.

von Didi S. (kokisan2000)


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@Oder Doch

Die Leistung von LEDs oder IREDs misst man nicht mit Laser Powermetern.
Außerdem geht es hier und die Radiant Intensity nicht um Radiant Power.
Die Radiant Intensity kann sehr simpel gemessen werden, bei der Radiant 
Power ist der Hardwareeinsatz schon größer.

von René W. (mikrokibo)


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Oder D. schrieb:
> Krass wie Leute mit Null Ahnung etwas rumpfuschen und nachher
> zertifizieren wollen.
> Mir scheint der Poster schaltet eine LED an einem 5V Supply hart, und
> nimmt an der Strom wuerde 100mA sein, weil die LED da irgendwie halb
> spezifiziert ist. Messmoeglichkeiten Null.
> Der peak Strom muss natuerlich limitiert sein, und das nicht durch die
> Temperatur.
> Wie wird die peak Leistung limitiert ? Vorwiderstand ?
>
> Lichtleistung zu messen ist nicht trivial. Ein normales Laser Powermeter
> kann locker 50% daneben sein. Dann bin ich genauer ueber den
> spezifizierten Wirkungsgrad. Schliesslich nimmt man dann die maximale
> Leistung auf 50% runter, um auf der sicheren Seite zu sein und fuer die
> Lebensdauer. Denn zB fuer Kommunikationsanwendungen geht die Leistung
> mit der Wurzel ein. Doppelte Leistung macht Wurzel zwei der Reichweite.
> Resp halbe Leistung macht 70% der Reichweite.
> Auch wenn man Leistung auf ein Viertel limitiert ist man noch bei der
> halben Reichweite.
>
> Die el.Leistung waere dann DutyCycle * peak Leistung
> Die Licht Leistung waere dann DutyCycle  peak Leistung  Wirkungsgrad

Krass wie die Leute mit Null Ahnung nicht einmal den Eingangspost 
verstehen und dann einen noch anmuschen.

Also nochmal:

Ich will keinerlei Lichtleistung messen. Wozu auch? Die Lichtleistung 
ist im Datenblatt mit MAXIMAL 400nm/sr bei 100mA angegeben. Dieser Wert 
ist für mich ausreichend um weitere Berechnungen zur Augensicherheit auf 
Grundlage der DIN EN 62471 anzustellen.

Jetzt wird es etwas schwieriger: Zur Datenübertragung muss ich das ganze 
noch pulsen. Auf 48 kHz.

Ich möchte einfach wissen, wie ich die LED im getakteten Betrieb 
möglichst nahe an die 400nm/sr bringe. Kann man annehmen, dass die 
Radiant Intensity mit dem Strom proportional steigt, sodass es zulässig 
wäre, die Schaltung mit einem Vorwiderstand (theoretisch) für 200mA 
Gleichstrom auszulegen? Beträgt dann die Radiant Intensity durch einen 
Duty Cycle von 50% GENAU 400nm/sr? Oder steigt die Radiant Intensity mit 
dem Strom NICHT linear, sodass bei 200mA eine viel höhere Radiant 
Intensity resultieren würde?

Dies ist eine rein theoretische Überlegung, dafür muss ich nichts 
messen. Aber auch gar nichts.

Nochmal an ein paar ganz Spezielle unter euch: Ich mag dieses Forum und 
finde es toll Feedback von so vielen Menschen zu bekommen und über 
interessante Fragen diskutieren zu können. Aber der Ton der hier an den 
Tag gelegt wird und die Unterstellungen die gemacht werden sind 
teilweise echt unterste Schublade.

von René W. (mikrokibo)


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Didi S. schrieb:
> Hallo Rene,
>
> in Datenblättern ist die Angabe minimaler und maximaler Werte
> verpflichtend.

Danke, das hatte ich gehofft. Ich werde auch bei der Berechnung vom 
maximalem Wert ausgehen und verlasse mich mal darauf, dass dieser 
korrekt angegeben ist

von René W. (mikrokibo)


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Lurchi schrieb:
> Mit 200 mA und 50% Tastverhältnis werden solche LEDs aber auch schon
> recht warm. Das sollte man eher etwas drunter bleiben. Wegen der
> Effizienz der übertragung zu den einfachen Empfängern ist auch ein
> kleineres Tasttverhältnis besser: Die intensität die die meisten
> Empfänger sehen geht nach der Fourierkomponente bei 48 kHz (oder welche
> Frequenz auch immer genutzt wird) - da ist ein 50% Tastverhältnis eher
> ungünstig. Mit 25 % Tastverhältnis hätte man etwa 70% der Signalstärke
> aber nur den halben Stromverbrauch und die halbe optische Leistung.

Danke, das wusste ich so noch nicht. Ich wollte mich an dem Signal 
orientieren, das beim Empfänger TSOP 4838 angegeben ist. Leider steht da 
tatsächlich nichts von dem genauen Tastverhältnis.

Ich werde mich diesbezüglich nochmal schlau machen welches 
Tastverhältnis das beste Ergebnis liefert.

: Bearbeitet durch User
von René W. (mikrokibo)


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Route 6. schrieb:
> Hallo!
> Wie steuerst du denn die LED an. Aus der Treiberschaltung läßt sich ggf.
> eine Aussage zum Spitzenstrom ableiten/errechnen.

Hm ich bin nicht sicher, was du als Treiberschaltung bezeichnest. Ich 
habe Mosfets an den Mikrocontroller angeschlossen und die LED mit einem 
Vorwiderstand daran angeschlossen.

Ich habe dir mal ein unfertiges Layout angehängt, da fehlen noch die 
LEDs mit den Widerständen. Hoffentlich beantwortet das deine Frage.

von René W. (mikrokibo)


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S. R. schrieb:
> Ziehe den Strom einfach mit einem Tiefpass glatt, dann hast du statt den
> unbekannten 50% 200mA die spezifizierten 100% 100mA.

Meinst du zum Messen? Ich denke, das Multimeter ist langsam genug und 
mittelt den Wert für den Storm automatisch.

Den Strom für die LED im Betrieb kann ich dann ja nicht glattziehen, die 
muss ja gepulst sein für die Datenübertragung.

von René W. (mikrokibo)


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Oder D. schrieb:
> Die el.Leistung waere dann DutyCycle * peak Leistung
> Die Licht Leistung waere dann DutyCycle  peak Leistung  Wirkungsgrad

Das ist richtig. Die Lichtleistung ist allerdings bei 100mA schon 
angegeben. Die Frage wäre deshalb, wie ich die peak Lichtleistung bei 
200mA sicher bestimmen kann.

von Didi S. (kokisan2000)


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Hallo Rene,

theoretisch ist der Zusammenhang zwischen Strom und Strahlleistung 
(Radiant Intensity) linear! Punkt.

In der Praxis kommt es aber zu einer Eigenerwärmung des pn-Überganges ab 
dem Zeitpunkt wo der Strompuls beginnt. Wenn der Puls kurz genug ist, 
ist die Kurve linear. Was ist nun "kurz genug"? Als Daumenwert aller 
meiner Messungen kann man so etwa 1µs als Grenze angeben. Ist der Puls 
kürzer spielt die Wärme keine große Rolle, bei längeren Pulsen schon. 
Aber das ist eben ein Daumenwert und natürlich stromabhängig, der 
Übergang ist natürlich fliessend.

Ich plaudere mal aus dem Nähkästchen und schicke Dir eine 
unveröffentlichte Kurve des TSAL6100 mit. Sie macht das ganze Problem 
etwas verständlicher. Ich habe beim TSAL6100 Einzelpulse 
unterschiedlicher Pulsbreite und Ströme verwendet und die Radiant 
Intensity gemessen. Einzelpulse bedeutet, ich habe die Temperatur des 
pn-Überganges stetig mitgemessen und den nächsten Messpuls erst 
gestartet, als der pn-Übergang wieder im Fenster (Raumtemperatur + max 
2°C) war. Die Kurven sind quasi immer degressiv und "rollen sogar über" 
(Strom nimmt zu, Ie nimmt ab).

Du bist auch Sicherheitsgründen also gut beraten wenn Du worst case mit 
linearer Kurve für die Augensicherheit annimmst. Durch Wärme kommt eh 
weniger raus, wieviel genau das ist hängt aber von vielem ab ....

Gruß
Didi

von René W. (mikrokibo)


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Didi S. schrieb:
> Du bist auch Sicherheitsgründen also gut beraten wenn Du worst case mit
> linearer Kurve für die Augensicherheit annimmst. Durch Wärme kommt eh
> weniger raus, wieviel genau das ist hängt aber von vielem ab ....

WOW! Genau was ich gesucht habe! Vielen Dank!

von BB84 (Gast)


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René W. schrieb:
> Didi S. schrieb:
> Du bist auch Sicherheitsgründen also gut beraten wenn Du worst case mit
> linearer Kurve für die Augensicherheit annimmst. Durch Wärme kommt eh
> weniger raus, wieviel genau das ist hängt aber von vielem ab ....
>
> WOW! Genau was ich gesucht habe! Vielen Dank!

René, wenn ich deinen Aufbau richtig verstanden habe gehst du doch zu 
kleineren Pulsen. Damit wird doch auch die Wärmeentwicklung weniger, was 
doch gerade gegen den linearen Verlauf spricht.
Im Datenblatt stehen doch nur Intensitätswerte für deutlich größere 
Pulslängen.

von René W. (mikrokibo)


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BB84 schrieb:
> René W. schrieb:
>> Didi S. schrieb:
>> Du bist auch Sicherheitsgründen also gut beraten wenn Du worst case mit
>> linearer Kurve für die Augensicherheit annimmst. Durch Wärme kommt eh
>> weniger raus, wieviel genau das ist hängt aber von vielem ab ....
>>
>> WOW! Genau was ich gesucht habe! Vielen Dank!
>
> René, wenn ich deinen Aufbau richtig verstanden habe gehst du doch zu
> kleineren Pulsen. Damit wird doch auch die Wärmeentwicklung weniger, was
> doch gerade gegen den linearen Verlauf spricht.
> Im Datenblatt stehen doch nur Intensitätswerte für deutlich größere
> Pulslängen.

Soweit ich das verstanden habe ist die Wärmeentwicklung das, was der 
Linearität entgegenwirkt. Wenn keine Wärmeentwicklung vorhanden wäre, 
wäre  das Verhältnis ziemlich genau linear. Daher sollte das doch kein 
Problem sein.

Ich hatte das Datenblatt so interpretiert, dass die angegebenen 
Pulslängen nur die maximal erlaubten Pulslängen sind. Bei längeren 
Pulslängen würde die Wärmeentwicklung zu groß, dass die LED schaden 
nehmen könnte. Ich denke deshalb, dass die angegebene Radiant Intensity 
auch für kürzere Pulslängen stimmt.

von BB84 (Gast)


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Soweit stimme ich dir zu. Worauf ich hinaus wollte ist, dass bei 
kürzeren Pulsen als im Datenblatt durch weniger Wärmeeintrag mehr 
Intensität (während des Pulses, nicht im Mittel) erreicht wird als 
linear interpoliert.

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